HomeMALATTIEMALATTIE TRASMESSE DA VETTORIInfezione da West Nile virus

Infezione da West Nile virus

È una malattia virale che può causare forme neurologiche gravi e anche mortali: generalmente è trasmessa alle persone e agli animali attraverso la puntura di zanzare infette del genere Culex

Il virus del Nilo occidentale (WNV) è un flavivirus zoonotico trasmesso dalle zanzare, una delle circa 75 specie di virus della famiglia Flaviviridae. Il WNV appartiene al sierocomplesso del virus dell’encefalite giapponese (JEV) insieme al virus dell’encefalite di St. Louis (SLEV), al virus dell’encefalite della Murray Valley (MVEV) e al virus Alfuy (ALFV). È stato isolato per la prima volta nella provincia del Nilo occidentale dell’Uganda nel 1937 da un paziente febbrile. Inizialmente, il virus era considerato di minore importanza per l’uomo in quanto causava solo infezioni lievi e subcliniche. Tuttavia, il virus è stato responsabile di molti casi di morbilità e mortalità in diverse specie animali, inclusi uccelli, cavalli, pecore, rettili, gatti e roditori Negli ultimi due decenni, si sono verificati notevoli aumenti di casi umani ed equini.

Epidemiologia, diffusione e controllo

Il WNV è un arbovirus che ha un ciclo di vita complesso che richiede un’interazione di vettori di zanzare, serbatoi vertebrati e ospiti finali, che interagiscono in un ambiente dinamico. Clinicamente, l’infezione da WNV si verifica sia in ambito medico che veterinario. Le condizioni climatiche, in particolare la temperatura ambiente e le precipitazioni, sono fattori fondamentali dell’abbondanza di zanzare e dell’amplificazione del WNV e del dinamismo delle infezioni nelle aree endemiche. Gli studi hanno dimostrato la relazione tra l’ambiente e la prevalenza di WNV negli esseri umani e negli animali. L’alterazione dell’habitat naturale dei serbatoi e dei vettori WNV da parte di attività umane come l’uso del suolo, l’urbanizzazione e l’agricoltura ha portato a una maggiore prevalenza di WNV negli esseri umani nelle aree endemiche.

In Europa, esiste una correlazione diretta tra l’irrigazione del suolo e l’aumento dell’incidenza dell’infezione da WNV. Inoltre, le risaie, l’acqua stagnante e le zone umide forniscono ambienti favorevoli alla proliferazione delle zanzare, con conseguenti focolai di WNV. La globalizzazione, i viaggi e il commercio sono stati anche collegati all’introduzione del WNV in aree non endemiche. Tutti i casi di infezione da WNV segnalati nel Regno Unito sono esclusivamente legati ai viaggi in aree endemiche. Lanciotti et al. ha anche ipotizzato che il viaggio di ospiti infetti (umani o animali) possa aver contribuito all’introduzione del WNV negli USA. Oltre al viaggio, ci sono state prove dell’associazione dell’incidenza di WNV con la cultura, le tradizioni e il comportamento delle persone.

Struttura del virus

Come tutti i flavivirus, il WNV contiene un genoma di RNA a singolo filamento con senso positivo di circa 11 kb. Il genoma è racchiuso all’interno di un nucleocapside icosaedrico avvolto con virioni maturi che appaiono sferici nella morfologia con un diametro approssimativo di 50 nm. Il genoma virale contiene un unico open reading frame (ORF) che codifica per una poliproteina che viene scissa sia co- che post-traduzionale. La scissione della poliproteina è facilitata sia dalla cellula ospite che dalle proteasi virali e dà origine a proteine ​​strutturali e non strutturali. Le tre proteine ​​strutturali includono le proteine ​​del capside (C), della pre-membrana (prM) e dell’involucro (E). Esistono sette proteine ​​non strutturali (NS), che comprendono NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B e NS5, e tutte svolgono un ruolo cruciale nella replicazione del genoma.

Funzione delle proteine ​​NS

La proteina 1 non strutturale (NS1) ha un peso molecolare di circa 46-55 kDA. NS1 si presenta come un dimero ed è secreto come esamero lipoproteico solubile ad alta densità di tre subunità dimeriche più stabili. La forma extracellulare di NS1 svolge un ruolo nella regolazione e nell’evasione del sistema immunitario innato attraverso la modulazione del complemento. La forma intracellulare è indirettamente coinvolta nella replicazione e maturazione del virus. È stato riportato che NS1 migliora l’attaccamento del virus al reticolo endoplasmatico e garantisce la stabilità del virus nella cellula ospite. La proteina NS1 è fondamentale per la replicazione del WNV a causa della sua capacità di eludere il sistema immunitario dell’ospite attraverso l’inibizione dell’attivazione del complemento e l’inibizione del recettore sensore di tolleranza TLR3.

La proteina NS2A dei flavivirus è una piccola molecola associata alla membrana composta da 231 aminoacidi. Questa proteina svolge un ruolo chiave nella replicazione del virus, nell’assemblaggio del virus e nella modulazione immunitaria dell’ospite interrompendo la risposta dell’interferone (IFN) dell’ospite. NS2B è una piccola proteina idrofobica e un cofattore essenziale di NS3 per svolgere l’attività della proteasi virale. Queste due proteine ​​sono altamente conservate in diversi flavivirus di interesse clinico e sono essenziali per la replicazione del virus.

NS3 è la seconda proteina flavivirale più grande dopo NS5 con un peso molecolare di circa 69 kDa. NS3 è multifunzionale e include una serina proteasi all’estremità N-terminale e un’elicasi RNA all’estremità C-terminale. L’attività della proteasi NS3 dipende da NS2B come cofattore. La proteasi NS2B-NS3 è fondamentale per la replicazione virale e, a causa del suo ruolo multifunzionale nella replicazione del virus, NS3 è stato suggerito come un buon bersaglio per lo sviluppo di farmaci antivirali.

NS4A è una piccola proteina idrofobica, non conservata e unicamente una proteina transmembrana che svolge un ruolo nel processo di replicazione del virus attraverso la riorganizzazione della membrana virale. Inoltre, l’interazione NS4A-NS1 è necessaria per la sintesi dell’RNA virale. È stato anche suggerito che NS4A svolga vari ruoli durante la replicazione del virus a seconda di dove viene tagliato. È stato anche ipotizzato che NS4A possa svolgere un ruolo come cofattore che regola l’attività dell’ATPasi dell’elicasi NS3. La proteina NS4A è anche associata all’evasione immunitaria.

La proteina NS4B svolge un ruolo cruciale nell’evasione immunitaria attraverso l’inibizione della segnalazione dell’interferone WNV. Inoltre, l’attenuazione della replicazione del WNV in vivo a causa di varie mutazioni in NS4B suggerisce il suo ruolo nella replicazione del virus. Sebbene non ci siano prove evidenti, si ritiene che l’interazione di NS1 e NS4B moduli la replicazione del WNV.

La proteina NS5 è la più grande e la più conservata tra le proteine ​​non strutturali. Durante il processo di replicazione virale, il dominio enzimatico NS5 è coinvolto nel capping dell’RNA. NS5 è anche un antagonista IFN-α e β, quindi un determinante di virulenza attraverso l’evasione della risposta immunitaria innata. Inoltre inibisce la traduzione dei geni stimolati da IFN.

Ciclo vitale del virus

Il ciclo vitale del WNV coinvolge serbatoi di virus (principalmente uccelli, che possono ospitare il virus senza segni di malattia clinica), vettori di zanzare (che supportano anche la replicazione virale) e ospiti finali o accidentali. I vettori di zanzara competenti acquisiscono il virus da un ospite vertebrato viremico durante il pasto di sangue. Dopo l’ingestione della farina di sangue, il WNV raggiunge l’intestino medio della zanzara dove il virus viene amplificato e si diffonde alle ghiandole salivari prima di infettare l’ospite finale durante il successivo pasto di sangue della zanzara. Inizialmente si pensava che, nella zanzara, la replicazione del virus fosse strettamente limitata all’intestino medio. Tuttavia, WNV-NS1 è stato rilevato anche mediante immunoistochimica nelle ghiandole salivari, nei neuroni nei gangli e nelle cellule oculari oltre ai tessuti dell’intestino medio.

Gli ospiti vertebrati WNV, compresi i serbatoi e gli ospiti occasionali, vengono infettati durante l’assorbimento di un pasto di sangue da una zanzara infetta da WNV. Le zanzare sondano i loro vasi sanguigni iniettando la sua saliva prima di succhiare la sua farina di sangue. Oltre alle proprietà anticoagulanti, la saliva iniettata contiene proteine ​​che interferiscono con la risposta delle cellule T dell’ospite, quindi, l’evasione immunitaria iniziale mediata dalle cellule e la diffusione del virus. Il virus infetta la cellula ospite dei vertebrati tramite endocitosi mediata dal recettore cellulare in seguito alla fusione cellula-virus. Una volta che il virus entra nelle vescicole endosomiali della cellula ospite, la proteina virale E si acidifica, innescando cambiamenti conformazionali e le membrane cellulari e virali si fondono. Dopo che la fusione è stata ottenuta in modo ottimale, il nucleocapside e l’RNA virale vengono rilasciati nel citoplasma della cellula ospite per iniziare la replicazione.

Mezzi di trasmissione virale

Le trasfusioni di sangue e i trapianti di organi da individui precedentemente infettati sono altre fonti di infezione da WNV. Il WNV è stato diagnosticato in persone che hanno ricevuto sangue intero e componenti del sangue inclusi globuli rossi, plasma e piastrine. È stato dimostrato che il virus potrebbe essere presente e vitale negli organi solidi nonostante i risultati sierologici negativi. Pertanto, i trapianti di organi solidi rappresentano un potenziale rischio per i riceventi. Il WNV è endemico nei paesi del Medio Oriente, tra cui Israele, Turchia, Giordania, Iran e Libano. In quella regione, WNV è ampiamente trasmesso da Cx. pipiens, Cx. perexiguus e Ae. caspius. I vettori WNV sono stati documentati anche in Asia, principalmente in Pakistan e India, dove il WNV è endemico. Il WNV è stato isolato da artropodi diversi dalle zanzare.

Patogenesi

La patobiologia dell’infezione da WNV nell’uomo e in altre specie di mammiferi, uccelli e rettili è stata ampiamente studiata. Non esiste una singola patogenesi provata del WNV; tuttavia, sono state suggerite alcune teorie sulla patogenesi del WNV nei mammiferi. A seguito di una puntura di zanzara infettiva, il virus si replica localmente nel sito di iniezione nei cheratinociti e nelle cellule di Langerhans dell’epidermide, un tipo specializzato di cellule dendritiche associate alla pelle. La replicazione locale del virus è migliorata grazie alla modulazione immunitaria della risposta dell’ospite da parte della saliva della zanzara attraverso due meccanismi, tra cui l’alterazione della proliferazione dei leucociti e il reclutamento nel sito del morso e la segnalazione delle citochine sopprimendo la produzione di interleuchina (IL) 2 e IFNγ. È stato ipotizzato che le cellule di Langerhans infette migrino verso i linfonodi drenanti in cui il virus si replica ulteriormente.

Le cellule infette e le particelle di virus libere vengono raccolte dai macrofagi e eliminate direttamente attraverso la fagocitosi o la presentazione dell’antigene, le citochine e la secrezione di chemochine indirettamente migliorate. Mentre i macrofagi eliminano l’infezione, la replicazione del virus continua nelle cellule dendritiche nei linfonodi. La forma neuroinvasiva dell’infezione da WNV è la forma più grave della malattia. Si verifica in circa l’1% dei casi umani ed equini di infezione da WNV. Nell’uomo così come nelle specie equine, questa forma di malattia è caratterizzata da sindromi di meningite, encefalite e paralisi flaccida acuta / poliomielite. Le lesioni comprendono meningite granulocitica, cuffing perivascolare linfoistiocitario e meningo-encefalomielite.

Sintomatologia clinica

Nell’uomo, l’esordio clinico è caratterizzato da febbre alta sopra i 38 ° C e mal di testa. Questa fase clinica iniziale è anche associata a depressione, alterazione dello stato mentale con letargia e cambiamento di personalità. Altri segni includono eruzioni maculopapulari ed eruzioni petecchiali eritematose. La forma della meningoencefalite è caratterizzata da rigidità nucale, fotofobia, presentazione paralitica flaccida e miastenia. La forma gastrointestinale è caratterizzata da vomito, nausea e anoressia. Altri segni includono linfoadenopatia ed epatosplenomegalia. Bambini, anziani e pazienti con morbilità croniche tendono a sviluppare una malattia più grave.

Manifestazioni neuromuscolari e poliomielite da WNV: nell’epidemia di New York City del 1999, più del 50% dei pazienti con encefalite da WNV confermata presentava una grave debolezza muscolare come segno cardinale e c’erano diverse serie di casi che attribuivano complicanze neuromuscolari, in particolare paralisi flaccida acuta, a eziologie dei nervi periferici, vale a dire sindrome di Guillain-Barré (GBS), assonopatia motoria o polineuropatia assonale grave. Nelle epidemie di WNV del 2002 e del 2003, le manifestazioni neuromuscolari erano una caratteristica ben riconosciuta associata a una maggiore morbilità e mortalità. Le manifestazioni neuromuscolari sono ora riconosciute come una caratteristica prominente nei pazienti con malattia WNV neuroinvasiva.

Sequele dell’infezione

L’infezione da WNV è associata a sequele permanenti che vanno dalla morbilità fisica a gravi problemi di salute mentale. Le sequele più gravi si osservano generalmente negli individui che guariscono dalla forma neuroinvasiva. Sequele, inclusi tremori di parkinsonismo, poliomielite, meningite e disturbi cognitivi, sono state documentate in più di un terzo dei pazienti con infezione confermata. La perdita dell’udito è stata segnalata anche in individui guariti dall’infezione da WNV. Questa conseguenza è suggestiva del trofismo vestibolare di WNV, che porta a neurite vestibolo-cocleare cronica e perdita di funzione. L’infezione da WNV dei neuroni nel ganglio a spirale dell’orecchio interno è stata rilevata in topi infettati sperimentalmente.

È stato segnalato un danno a lungo termine o permanente di altri nervi cranici come il nervo oculare fino a tre anni dopo il recupero. È stata anche segnalata retinopatia cronica. Altre sequele riportate includevano contrattura delle estremità, grave disfonia, afonia con completa mancanza di risposta ai comandi e con ridotta sensibilità alla puntura di spilli. Cancelli anormali e disturbi del movimento, perdita di attenzione e concentrazione sono stati collegati a danni alla corteccia cerebrale. Sono state segnalate ansia e depressione anche tra le persone guarite da WNV, in particolare la forma neuroinvasiva.

Diagnosi di laboratorio

Gli approcci diagnostici di laboratorio comprendono l’isolamento del virus, la RT-PCR, la sierologia e l’esame patologico. Dal punto di vista sierologico, la diagnosi si basa sulla rilevazione di anticorpi IgM e IgG contro WNV. Questi anticorpi possono essere rilevati 3-7 giorni dopo l’esposizione. In particolare, le IgM possono essere rilevate in modo persistente fino a due anni, in particolare nei cavalli, limitando la loro utilità in un contesto diagnostico. Il blocco dell’ELISA ha dimostrato di essere uno strumento diagnostico affidabile, economico e facile in un ambiente di laboratorio. Consiste nel misurare la capacità degli anticorpi del siero del paziente di inibire il legame degli anticorpi monoclonali contro gli epitopi della proteina NS1 ed E. Questo test ha il vantaggio di essere versatile e indipendente dalla specie,

Negli ultimi decenni, una tecnica molecolare a base di acido nucleico (NAAT è stata uno strumento diagnostico rapido e affidabile grazie alla sua sensibilità e specificità. Attualmente è comunemente usato nella diagnosi delle infezioni virali, incluso il WNV. Le tecniche di diagnostica molecolare più comunemente utilizzate includono la reazione a catena della polimerasi di trascrizione inversa (RT-PCR), la RT-PCR quantitativa (qRT-PCR) e l’ibridazione in situ. qRT-PCR ha un vantaggio rispetto alla normale RT-PCR di quantificare il genoma virale. La quantificazione si ottiene monitorando l’accumulo di DNA a doppio filamento utilizzando coloranti fluorescenti intercalanti per DNA come SYBRfi Green. Invece, la quantificazione può essere ottenuta monitorando l’amplificazione di una sequenza target specifica utilizzando sonde di rilevamento.

Terapie farmacologiche

Al momento non è stata approvata alcuna terapia specifica per uso umano contro questi sintomi post-infettivi del SNC. Tuttavia, una comprensione approfondita della patogenesi post-infettiva immuno-mediata dell’infezione da WNV ha implicazioni terapeutiche dirette e strategie di trattamento che sopprimono questa cascata immunitaria patogena possono rivelarsi particolarmente utili. In effetti, in diverse serie di casi la somministrazione di steroidi ad alte dosi è stata documentata per migliorare gli esiti dei pazienti con malattia neuroinvasiva WNV.

In 14 pazienti con meningoencefalite acuta da WNV, è stato suggerito che l’iniezione endovenosa di desametasone svolga un ruolo critico nell’accorciare la fase acuta della malattia da WNV e nell’accelerare il recupero del paziente. Inoltre, sono stati utilizzati anche steroidi ad alte dosi per trattare con successo un paziente con paralisi flaccida acuta associata a WNV ed encefalite autoimmune. Sebbene l’uso di steroidi in pazienti con malattia neuroinvasiva da WNV sembri controintuitivo, con la preoccupazione che gli effetti immunosoppressivi possano promuovere la viremia e peggiorare i risultati, l’evidenza è convincente che il WNV viene rapidamente eliminato dalle risposte immunitarie nei pazienti immunocompetenti.

Lo sviluppo dei vaccini

I vaccini umani devono essere economici, protettivi e sicuri, soprattutto per le popolazioni più vulnerabili, come gli anziani e gli immunodepressi, i cui numeri sono in aumento in tutto il mondo. Idealmente, i vaccini dovrebbero anche essere fortemente immunogenici e di lunga durata con una singola dose. Inoltre, sebbene gli anticorpi neutralizzanti siano attualmente il correlato protettivo più affidabile per le infezioni da flavivirus, i vaccini dovrebbero includere anche determinanti che stimolano una risposta equilibrata delle cellule T, essenziale per fornire una risposta protettiva efficace contro l’infezione.

Al giorno d’oggi, sono disponibili vaccini autorizzati efficaci, attenuati (febbre gialla, dengue ed encefalite giapponese) o inattivati (encefalite giapponese, encefalite da zecche e malattia della foresta di Kyasanur) contro diversi flavivirus. Due si essi sono stati prodotti da due distinte aziende farmaceutiche ma sono unicamente utilizzati a scopo veterinario. Tuttavia, nessuno è stato autorizzato per l’uso umano contro il WNV e nessuno dei sei vaccini testati sugli esseri umani è progredito oltre gli studi clinici di fase I / II.

Gestione e prevenzione

Per intensificare le attività di sorveglianza e risposta, il Ministero della Salute ha emanato varie circolari. L’ultima è la Circolare Piano di sorveglianza e risposta ai virus West Nile e Usutu – 2019. Gli obiettivi della sorveglianza integrata sono:

  • individuare il più precocemente possibile la circolazione virale sul territorio nazionale attraverso programmi di sorveglianza mirata riguardanti gli equidi, gli uccelli appartenenti a specie bersaglio e gli insetti vettori, per permettere una rapida valutazione del rischio finalizzata all’adozione di adeguate misure preventive in sanità pubblica
  • attuare in maniera tempestiva, efficace e coordinata le misure preventive necessarie per ridurre il rischio di trasmissione dell’infezione all’uomo, tramite un efficiente scambio di informazioni tra tutti gli Enti interessati
  • prevenire il rischio di trasmissione della malattia agli esseri umani sia attraverso le donazioni di sangue, emocomponenti, organi o tessuti, sia attraverso la puntura delle zanzare durante il loro periodo di maggiore attività vettoriale
  • governare in maniera coordinata le eventuali emergenze epidemiche.

Il piano si avvale della:

  • sorveglianza su uccelli stanziali appartenenti a specie bersaglio. Nelle aree a basso rischio è possibile, in alternativa attuare la sorveglianza su allevamenti avicoli rurali o all’aperto
  • sorveglianza clinica negli equidi
  • sorveglianza entomologica
  • sorveglianza su esemplari di uccelli selvatici rinvenuti morti
  • sorveglianza dei casi umani.

Le modalità di attuazione della sorveglianza differiscono a seconda della situazione epidemiologica locale. Le aree oggetto del piano sono individuate sulla base delle evidenze epidemiologiche relative al WNV riferite agli anni precedenti, nonché sulla base di informazioni epidemiologiche/ecologiche/ambientali. Le modalità di attuazione della sorveglianza differiscono a seconda della situazione epidemiologica locale. Le aree oggetto del piano sono individuate sulla base delle evidenze epidemiologiche relative al WNV riferite agli anni precedenti, nonché sulla base di informazioni epidemiologiche, ecologiche ed ambientali.

Sorveglianza donatori e trapianti d’organo

Per contrastare il rischio di trasmissione del virus attraverso le donazioni di sangue ed emocomponenti, organi e tessuti e trapianti di organi il Centro nazionale trapianti (CNT) e il Centro nazionale sangue (CNS) hanno messo in campo azioni di prevenzione rivolte a tutte le istituzioni sanitarie italiane coinvolte nel processo. Le indicazioni sono elaborate sulla base della sorveglianza epidemiologica di casi umani di malattia e/o di positività degli animali vettori (come zanzare, volatili ed equini), riportate anche da enti europei e internazionali come l’European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC), l’Organizzazione mondiale della sanità (OMS) e la Pan American Health Organization (PAHO). Consultare la pagina del CNT e del CNS  Sorveglianza e misure preventive.

  • A cura del Dr. Gianfrancessco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

van der Meulen KM et al. Vaccines 2020; 8:256.

Byas AD, Ebel GD. Pathogens 2020; 9:48.

Jiménez de Oya N et al. Vaccines 2019; 7:126.

Ahmed, S et al. Hum Vacc Immunother. 2019; 1–6.

Bai F, Thompson EA et al. Pathogens 2019; 8:193.

Esser HJ et al. Int J Gen Med. 2014; 7:193–203.

Suen W, Prow N et al. Viruses 2014; 6:2796–825.

Petersen LR et al. JAMA 2013; 310:308–315.

Popovi´c N et al. Euro. Surveill. 2013; 18:20613.

Brandler S, Tangy, F. Viruses 2013; 5:2384–2409.

Hasebe R et al. BMC Microbiol. 2010; 10:165.

Girard YA et al. Nat Clin Pract Neurol. 2006; 2:264.

Sejvar JJ, Marfin, A.A. Rev Med Virol 2006; 16:209.

Girard YA et al. J Med Entomol. 2005, 42, 429–44.

Phalen DN et al. Avian Exot Pet Med. 2004: 13:67.

Brinton, M.A. Annu Rev Microb 2002; 56:371–402.

Petersen LR et al. JAMA 2003; 290:524–528.

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com
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